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化工热力学(第三版)课后答案朱自强VIP免费

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第二章 流体的压力、体积、浓度关系:状态方程式2-1 试分别用下述方法求出 400℃、4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积。(1) 理想气体方程;(2) RK 方程;(3)PR 方程;(4) 维里截断式(2-7)。其中 B 用 Pitzer 的普遍化关联法计算。[解] (1) 根据理想气体状态方程,可求出甲烷气体在理想情况下的摩尔体积为(2) 用 RK 方程求摩尔体积将 RK 方程稍加变形,可写为 (E1)其中从附表 1 查得甲烷的临界温度和压力分别为=190.6K, =4.60MPa,将它们代入 a, b 表达式得以理想气体状态方程求得的为初值,代入式(E1)中迭代求解,第一次迭代得到值为第二次迭代得为和已经相差很小,可终止迭代。故用 RK 方程求得的摩尔体积近似为(3)用 PR 方程求摩尔体积将 PR 方程稍加变形,可写为 (E2)式中 从附表 1 查得甲烷的=0.008。将与代入上式用、和求 a 和 b,以 RK 方程求得的 V 值代入式(E2),同时将 a 和 b 的值也代入该式的右边,藉此求式(E2)左边的 V 值,得 再按上法迭代一次,V 值仍为,故最后求得甲烷的摩尔体积近似为。(4)维里截断式求摩尔体积根据维里截断式(2-7) (E3) (E4) (E5) (E6)其中已知甲烷的偏心因子=0.008,故由式(E4)~(E6)可计算得到从式(E3)可得因,故四 种 方 法 计 算 得 到 的 甲 烷 气 体 的 摩 尔 体 积 分 别 为、、和。其中后三种方法求得的甲烷的摩尔体积基本相等,且与第一种方法求得的值差异也小,这是由于该物系比较接近理想气体的缘故。2-2 含有丙烷的 0.5的容器具有 2.7Mpa 的耐压极限。出于安全考虑,规定充进容器的丙烷为 127℃,压力不得超过耐压极限的一半。试问可充入容器的丙烷为多少千克?[解] 从附表 1 查得丙烷的、和,分别为 4.25MPa,369.8K 和 0.152。则用普遍化压缩因子关联求该物系的压缩因子 Z。根据、值,从附表(7-2),(7-3)插值求得: ,,故丙烷的分子量为 44.1,即丙烷的摩尔质量 M 为 0.00441 kg。所以可充进容器的丙烷的质量 m 为从计算知,可充 9.81 kg 的丙烷。本题也可用合适的 EOS 法和其它的普遍化方法求解。2-3 根据 RK 方程、SRK 方程和 PR 方程,导出其常数 a、b 与临界常数的关系式。[解] (1)RK 方程式, (E1)利用临界点时临界等温线拐点的特征,即 (E2)将式(E1)代入式(E2)得到两个偏导数方程,即 (E3) (E4)临界点也符...

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